一个复杂工业过程控制MAS的设计与实现摘要：针对复杂工业过程控制的特点，建立了由控制Agent和决策支持Agent组成的分层递阶MAS(MultiAgentSystem)；研究了基于Ice中间件的MAS开发方法，采用COM技术构建了具有二进制重用性的Agent组件，可实现对原有系统的重用；实现了MAS与专家系统、神经网络和模糊控制技术的融合；开发了新型干法水泥生产过程控制MAS，实现了水泥熟料煅烧过程的优化控制。关键词：多代理系统；代理；中间件；组件对象模型；复杂过程控制：TP311．52文献标志码：A：1001－3695(2007)07－0202－030引言??复杂工业过程具有高度非线性、强耦合、时变不确定等特点,在解决复杂工业过程的控制时采用传统的控制策略和控制方法难以获得满意的控制品质。因此，在复杂环境和任务下的工业过程控制应当走智能化的道路[1]。专家系统控制、模糊逻辑控制、神经元网络控制等智能控制方法有着各自的特点，但单一的智能控制方法依然难以适应复杂工业过程的全局控制。??MAS（MultiAgentSystem）是由多个Agent组成的松散网络。其中的Agent通过相互协调和相互作用，解决单个Agent由于能力或知识上的不足而难以解决的全局性问题。MAS系统在实现过程中,不追求单个的、庞大的、复杂的体系,而是按控制应用的要求,从功能上划分成多个Agent,各个Agent之间相互通信、彼此协调,共同完成大的复杂系统的控制任务[2]。因此建立复杂工业过程控制的MAS(即CIPCMAS)有着积极的意义。??1系统设计??复杂工业过程中各个不同的工艺环节与工艺过程之间相互联系并相互影响,因此，对生产全过程的控制需要通过对各个局部工艺过程分别实施控制来实现。为此需要分别建立面向不同局部工艺过程的控制单元――控制Agent。各控制Agent根据被控对象的不同特点,采用不同的控制方法以实现过程的优化控制，并为其他控制Agent提供系统所需的必要信息。??为协同与协调系统中各控制Agent的工作，同时给用户提供决策支持，CIPCMAS系统中建立了决策支持（DecisionSupporting,DS）Agent。DSAgent具有针对全局过程的控制策略。??分层递阶结构的CIPCMAS如图1所示。其中控制Agent处于系统的控制级，DSAgent和Router处于系统的管理级。??将实际工业生产过程系统模拟成MAS系统，其基本原则是使系统尽量简单以便于控制。因此，简化Agent之间的交互可使生产系统的复杂程度降低。控制Agent的大部分时间应用来工作,而仅在必要时进行交互。为此，系统中的控制Agent之间不直接进行相互间的通信，而仅与DSAgent进行通信，使得CIPCMAS的通信量大大减少，既提高了控制系统的实时性，也使控制Agent的构造变得简单。??Router是一个特殊的Agent。系统中所有的Agent必须在Router处注册，其作用与网络系统中的路由器类似，集成了通信协调、Agent管理和对外接口的功能。??2系统实现??在CIPCMAS中，Agent是一个具有控制问题求解机理的计算单元。它可以是一个专家控制系统、一个模糊控制系统、一个神经网络系统或一个求解单元等。实现CIPCMAS需要解决Agent的构造、Agent间的交互，以及Agent的编码等问题。??2．1Agent的基本结构??Agent由内核、调度器、通信、功能接口及控制功能体等模块组成。Agent的基本结构如图2所示。??（1）通信模块。通信模块负责Agent与外界的交互。由通信器、ADL（AgentDefineLanguage）解析器和KQML（KnowledgeQueryandManipulationLanguage）解析器等构件组成。??①通信器实施消息的接收和发送。②APL解析器。Agent向Router注册的消息采用ADL进行描述，其内容包括Agent的名字、地址、功能及行为模式等Agent的相关属性，由ADL解析器进行解读。③KQML解析器Agent之间通信的消息进行解读。这类消息包括外层和内层两部分。外层采用KQML对通信的对象与地址、消息类型和描述消息内容所使用的语言等进行说明，它为消息定义了一个“信封”格式；内层即消息的内容部分则采用KIF（KnowledgeInterchangeFormat）进行描述。??（2）调度器。其用来保存和管理Agent的消息序列，响应Agent内核的调度要求，调度消息序列中的消息。??（3）Agent内核。内核依据特定的策略从调度器中取出消息，并调用控制功能体来实现消息的请求；在完成对消息的...